研究团队设计出一种突破性的液晶镜头

台湾省国立阳明交通大学的一个研究团队设计了一种液晶 (LC) 镜头，该镜头可显着提高图像质量，同时只需要很少的电量即可运行，克服了将该技术引入主流设备的两大障碍。这些发现为从增强现实眼镜到医疗诊断的应用提供了更加清晰的关注。

显示所测试的两个液晶 (LC) 镜头结构的插图。每个镜头都具有类似的多层设计，其中包括图案化电极、对准涂层和封装在玻璃基板之间的液晶层。一个主要区别是镜头 A 使用一种名为 LN3 的 LC 材料，而镜头 B 使用 LCM1790。（来源：光学微系统杂志）

LC 镜片提供电子可变光功率，这是视力矫正和变焦光学等用途的一项引人注目的功能。然而，现实世界的可行性却受到雾霾引起的图像质量下降以及不切实际的高驱动电压要求的影响。

在正常操作中，小范围的分子波动会散射光，逐渐削弱图像清晰度。提高短焦距的光功率同时也会增加电压需求。早期的设计迫使在清晰度、可调焦范围和紧凑的低压操作之间做出妥协。

现在，通过识别和抑制雾霾的来源并结合结构优化，研究人员展示了一种综合解决方案。他们的镜头保持了卓越的 3.6 屈光度范围，同时将控制电压从 80 VRMS 削减至 18 VRMS，降低了四倍。

该小组确定液晶镜片中的雾度源于固有的分子随机性扰乱光学均匀性。他们从理论上和实验上证明，增强分子间有序性可以抑制错误播种干扰。

通过使用高阶弹性常数液晶材料或通过优化电场控制加强对准来增加基线能量，保持取向分布平滑，从而增强光学传输规律性。

除了确认定制单元中的这些基本动态之外，该团队还重新设计了测试镜头的内部架构和电路。去除传统的缓冲器组件可以对高电阻率电压传播层进行更精细的校准。随着将更多基线稳定能量泵入液晶层，这些调整协同作用以防止雾霾形成。

以较低的控制电压保持较宽的电子变焦范围可以释放两个相对端的可能性。它可实现更极端的光功率密度，开启像薄长焦镜头一样的功能。同时，降低电压和电流消耗可以集成到更小尺寸的移动设备中。

译自displaydaily

文章来源：MicroDisplay

审核编辑：汤梓红